第五章 分子结构与晶体结构ppt课件.ppt

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1、第五章分子结构与晶体结构1分子结构和晶体结构了解共价键形成的条件，认识其方向性和饱和性；了解σ、π键的形成；了解三种sp杂化类型及典型分子的空间构型；认识分子间力、氢键及其对物质物性的影响；了解晶体的基本概念，熟悉四种晶体的物理性质；掌握判别晶体部分物理性质的一般方法。2分子结构和晶体结构第一节共价键的形成与分子结构第二节分子间作用力与氢键第三节晶体结构3分子是由原子组成的，它是保持物质基本化学性质的最小微粒，并且又是参于化学反应的基本单元。分子的性质除取决于分子的化学组成，还取决于分子的结构。分子的结构通常包括两方面的内容

2、：一是分子中直接相邻的原子间的强相互作用力，即化学键；二是分子中的原子在空间的排列，即空间构型。4分子性质化学组成分子结构化学键空间构型5化学键概念原子组成分子有严格的规律性，有一定的联接方式，以一定的组成构成分子。因此，分子中原子之间存在着一定的强烈的相互作用。把分子或一些晶体中，两个或两个以上原子(或离子)之间的强烈相互作用(强的结合力)，称为—化学键。6化学键的类型离子键共价键金属键7第一节共价键的形成与分子结构共价键理论路易斯理论价键理论杂化轨道理论与分子的空间构型分子轨道理论8一、共价键理论（一）路易斯理论（八隅体

3、规则）美国化学家G.N.Lewis(1875-1946)1916年，美国科学家Lewis提出共价键理论：（1）分子中每个原子均应具有稳定的稀有气体原子的外层电子构型；（2）分子中原子间不是通过电子的得失而是通过共用一对或多对电子形成化学键；这种化学键称为共价键，分子称为共价分子；（3）每一个共价分子都有一稳定的Lewis结构式：除H原子为2电子构型外，其它均为8电子构型。9例如H+H=HH通过共用一对电子，每个H均成为He的电子构型，形成一个共价键。••••又如＋ClClHHNH3H2OLewis的贡献，在于提出了一种不同于

4、离子键的新的键型，解释了电负性相差比较小的元素之间原子的成键事实。10存在问题1.未能揭示共价键的本质和特点；2.8隅体规则不适合某些分子；3.难以解释某些分子的特性。SO2、NO、NO211（二）价键理论1927年德国化学家Heitler和London将量子力学引入化学，用以处理H2的分子结构，初步揭示了共价键的本质。W.Heitler（1904-1981）F.London（1900-1954)12ZeitschriftfürPhysik(物理学杂志),44,455—472(1927)13A原子和B原子各有一个未成对电子，

5、且自旋相反，两原子接近时，配对形成一个共价单键。A原子有两个未成对电子，B原子有一个未成对电子，则形成AB2分子。一个电子与另一个电子配对后，就不再与第三个电子配对（饱和性）。所以，每个原子所能形成的共价键数目取决于该原子中的单电子数目。例如氧有两个单电子，H有一个单电子，所以结合成水分子时，只能形成2个共价键。1.价键理论的基本要点：a.电子配对原理14注意：共价键数受未成对电子的限制如H-HCl-ClH-Cl共价多键:如O=ON≡N共价单键:1H1s1实质：共用电子对HH+H2++15b.对称性匹配原子轨道重叠时，只有同

6、号才为有效重叠，否则不能形成共价键。+-16成键电子的原子轨道重叠愈多，两核间的电子云密集愈多，形成的共价键愈牢固。这称为原子轨道最大重叠原理。因此，原子间总是尽可能地沿着原子轨道重叠最大的方向成键。c.最大重叠原理原子轨道中，除s轨道呈球形对称无方向性外，p、d等轨道都有一定的空间取向，在成键时，它们只有沿一定的方向靠近才能实现轨道间最大程度地重叠。所以共价键具有方向性。17-+.+.最大重叠+-.+.较小重叠+-.+.减弱或抵消+.+-.异号重叠(不匹配)+++1sz+3pzz以HCl为例18Cl的3pz和H的1s轨道重

7、叠，只有沿着z轴重叠，才能保证最大程度的重叠，而且不改变原有的对称性。Cl2分子中成键的原子轨道，也要保持对称性和最大程度的重叠。pzzpz++z++19如下图所示的重叠，将破坏原子轨道的对称性。X++X++++sp+pzz－+pz－202.共价键类型根据原子轨道最大重叠原理，两个原子在形成稳定的共价键时，有两种不同类型的成键形式：键、键21若原子轨道沿键轴（S轴）方向以“头碰头”方式重叠，如s~s，s~px，px~px重叠，所形成的共价键称为键，这种键的电子云以圆柱形沿键轴对称分布。将成键轨道沿着键轴旋转任意角度，图

8、形及符号均保持不变。即键的键轴是成键轨道的任意多重轴。22若原子轨道以“肩并肩”方式重叠，如两个相互平行的py~py，pz~pz重叠，所形成的共价键称为键。键的电子云垂直于键轴呈镜面反对称分布。23xx++pxz++绕键轴旋转180°成键轨道绕键轴旋转180°时，图形复原，但符号变为